不同粒色青稞營養品質評價

楊希娟

(1.青海大學農林科學院,青海 西寧 810016;2.青海省青藏高原農產品加工重點實驗室,青海 西寧 810016)

青稞屬禾本科大麥屬,在植物學上屬于栽培大麥的變種,因其籽粒內外稃與穎果分離,籽粒裸露,故又稱為裸大麥[1],因其具有耐寒、耐旱、耐紫外、產量穩定、適應性強和易栽培等優勢,成為了青藏高原等地區主要糧食作物[2]。青稞具有“三高兩低”的營養特點[3],且富含生物活性物質[4,5],能夠預防糖尿病、高血壓、抗腫瘤[6]、調節糖脂代謝[7,8],具有極高的營養保健及藥用價值[9,10]。

自然界中,由于不同顏色的色素沉積于谷物大麥果皮、糊粉層,從而形成了不同的顏色的大麥種類[11,12]。通常我們將黃(白)籽粒稱為不含色素的普通大麥,此外籽粒中花色苷在糊粉層分布而在果皮中缺失的則表現為藍色,果皮和糊粉層均含有花色苷的常表現為紫色,果皮含黑色素的一般表現為黑色[13,14]。青稞作為青藏高原的獨有物種,其資源豐富,籽粒顏色多樣,生產中常見的籽粒顏色有黑色、藍色、紫色和黃色等[15-17]。目前關于不同品種及不同區域青稞中營養成分含量的報道較多,但不同顏色青稞中營養成分的研究鮮見報道,籽粒顏色不同的青稞其營養含量是否存在差異還未知,這限制了有色青稞的健康消費和開發利用。因此有必要對不同粒色青稞營養品質進行研究。本文為明確不同粒色青稞營養品質特性及差異,對促進有色青稞的精深加工及綜合利用具有重要的指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗原料與試劑

青稞籽粒顏色及品種名稱見表1,所有參試青稞品種均由青海省農林科學院提供。TOTAL STARCH 試劑盒、AMYLOSE/AMYLOPECTIN試劑盒、MIXED-LINKAGE BETA-GLUCAN試劑盒,購自 Megazyme 公司;其他試劑均為分析純。

表1 青稞品種Table.1 Highland barley varieties

1.2 試驗方法

1.2.1 青稞全粉制備方法

清理、晾干收獲的青稞,放于4 ℃冰箱。

1.2.2 營養成分指標測定

青稞中水分、灰分、蛋白質、纖維、脂肪、氨基酸含量的測定均參照國標的方法進行?？偟矸?、直鏈淀粉、β-葡聚糖均采用試劑盒法進行。

1.2.3氨基酸評價

參考朱圣陶[18]、席亞麗[19]、徐向英[20]的方法進行氨基酸評分(Amino acid score,AAS)、必需氨基酸指數(essential amino acid index,EAAI)、生物價(Biological value,BV)、營養指數(Nutritional index,NI)、氨基酸化學評分(Chemical Score,CS)、氨基酸比值系數分(Score of RC,SRC)的計算與分析。

AAS=樣品中某必需氨基酸相對含量/WHO/FAO模式中相應氨基酸的相對含量×100

BV=樣品中必需氨基酸的含量/參照蛋白質中必需氨基酸的含量×100%

CS=樣品蛋白質中氨基酸含量/雞蛋相應必需氨基酸含量

SRC=100-CV×100(CV=RCAA 的標準差/RCAA 的均值)

RC=樣品中某必需氨基酸 RAA/各種氨基酸 RAA 的平均值

1.2.4 數據分析

試驗中每個指標重復測定三次,采用單因素方差分析,DPS 7.05軟件進行 LSD 檢驗,統計結果P<0.05認為差異顯著。所有結果表示為平均值±標準偏差(Means±SD)。

2 結果與分析

2.1 不同粒色青稞主要營養理化指標分析

從表2可知,不同顏色的不同青稞品種之間測量的營養成分存在不同程度的差異。其中黑色青稞蛋白質平均含量最高,為13.20%,且不同品種間差異最小,變異系數為5.3%。其次為紫色青稞,蛋白質平含量在12.69%。黃色青稞的蛋白質平均含量最低達11.21%,且與除藍色青稞品種外的其它品種相比差異顯著,變異系數達16.30%。

不同粒色青稞的總淀粉含量為55.21%～60.68%,直鏈淀粉含量為19.92%～24.72%。藍色青稞的總淀粉平均含量最高,為60.68%,而直鏈淀粉平均含量最低,僅為19.92%;紫色青稞的總淀粉含量平均值最低,為55.21%,但直鏈含量平均值卻最高,為24.72%;黑色和黃色青稞的總淀粉含量相比差異不顯著(P>0.05),直鏈淀粉平均含量在20.00%～23.00%之間。

不同粒色青稞的脂肪含量為1.80%～2.00%,其中藍色青稞的脂肪平均含量最高,且與其它粒色青稞相比差異顯著(P<0.05)。不同粒色青稞的纖維含量為2.37%～2.76%,其中黃色品種的纖維含量平均值最高,為2.76%,藍色品種相對較低僅為2.37%,黑色和紫色品種的纖維含量平均值相當?；曳趾孔罡叩氖呛谏贩N,平均為0.64%,紫色品種與黃色品種的平均灰分含量相當,藍色品種的平均灰分含量為0.40%。

不同粒色青稞的β-葡聚糖含量為5.04%～5.29%,黑色和藍色青稞的β-葡聚糖含量平均值最高,均為5.29%,紫色青稞的β-葡聚糖平均含量次之,黃色青稞的β-葡聚糖含量最低僅為5.04%。此外,紫色青稞中β-葡聚糖含量在5%以上的有13個品種,藍色和黑色青稞中有9個品種,黃色青稞中有6個品種,分別占參試品種總數的25.00%、17.31%、17.31%和11.54%。

2.2 不同粒色青稞的氨基酸組成分析

由表3可知,不同粒色青稞中各氨基酸含量存在差異。對于8種必需氨基酸,黑色、紫色青稞中含量較高的氨基酸主要有賴氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、組氨酸。黃色青稞中谷氨酸含量最高,纈氨酸含量最高的是黑色青稞。對于5種半必須氨基酸,黑色和紫色青稞中的精氨酸、甘氨酸、絲氨酸和酪氨酸含量均為最高,黃色青稞均為最低。半胱氨酸則在藍色和黃色青稞中含量較高。此外,非必需氨基酸的變化趨勢與必需氨基酸和半必需氨基酸一致,即黑色和紫色青稞中的非必須氨基酸含量均為最高,藍色青稞次之,黃色青稞含量最低。

表3 不同粒色青稞籽粒氨基酸組成及含量Table.3 Components and comparison of essential amino acid of different colored highland barley varieties

2.3 不同粒色青稞的必需氨基酸評價

由表4可知,不同顏色青稞的品種間氨基酸品質有一定差異。以賴氨酸含量為評價指標,黑色青稞賴氨酸的含量最高,為0.45%,紫色和藍色次之,普通黃色青稞最低,說明深色青稞中賴氨酸含量高于黃色青稞。以AAS為評價指標,說明藍色青稞的蛋白中必需氨基酸比例最高,其次為黃色和黑色,紫色青稞最低,表明藍色青稞能最大程度被機體利用;以CS為評價指標,黃色青稞評分最高,依次為藍色、紫色和黑色。以EAAI和BV為評價指標,從高到低依次為藍色、黃色、紫色和黑色。以NI為評價指標,黑色青稞最高,其次為紫色和藍色,黃色青稞NI值最低,說明黑色青稞有較高的蛋白營養價值?；赟RC評價指標,比較不同粒色青稞的規律類似于AAS的評價結果,表明藍色大麥蛋白的氨基酸組成接近WHO / FAO推薦模式。

表4 不同粒色青稞必需氨基酸評價Table.4 Evaluation of amino acid of colored highland barley

2.4 不同粒色青稞基本營養品質聚類分析

根據蛋白質含量,直/支比,脂肪,纖維,灰分和β-葡聚糖含量,采用組間聯接(平方歐氏距離)法,對參試的青稞品種進行聚類分析,結果如圖1、表5所示。將參試青稞分為3大類。第一類包括21個品種,以黃色和藍色青稞為主,分別占第一類總品種的42.86%、38.10%,此類青稞具有高含量的β-葡聚糖的(5.08%)、灰分(0.38%)和脂肪(1.92%);第二類包括29個品種,以紫色和黑色為主,分別占第二類總品種37.93%、31.03%,另外還有5種黃色青稞和4種紫色青稞,此類青稞具有高蛋白質含量(12.68%)、高直/支比(27.86%),其余營養成分指標略低于第一類;第三類僅包括2個品種,均為紫色青稞,其蛋白質含量(9.20%)和直/支比(23.27%)最低,其余營養成分指標與第二類的相當。說明青稞營養成分含量的差異同時受到品種及顏色的影響。從方差分析結果可以看出,三大類青稞之間在營養成分含量方面存在差異。

圖1 不同粒色青稞基本營養品質聚類分析圖Fig.1 Basic nutritional quality of highland barley with different grain colors cluster analysis diagram

表5 52個青稞品種營養成分聚類結果Table.5 Clustering results of nutritional qualities in 52 highland barley varieties

3 結論與討論

不同粒色青稞的營養成分含量存在差異,其中黑色青稞蛋白質和灰分含量高于其他品種,藍色青稞總淀粉和脂肪含量高于其他粒色青稞,紫色青稞品種含有較高含量的直鏈淀粉,黃色品種纖維含量較高,黑色、藍色、紫色等深色青稞的β-葡聚糖含量較高。另外,不同粒色青稞品種的必需氨基酸含量有較大變異,E/T的變異較小,其中賴氨酸是青稞蛋白質中的第一限制氨基酸。藍色青稞蛋白中必需氨基酸比例最高,其氨基酸組成與WHO/FAO推薦的氨基酸模式最為接近。以測定的青稞基本營養成分含量為指標進行聚類分析發現 52個青稞品種被分為三類:第一類包括21個品種,以黃色和藍色青稞為主,第二類包括29個品種,以紫色和黑色為主,第三類僅包括2個品種,均為紫色青稞。

有研究發現有色谷物的營養成分含量差異與其種皮顏色的深淺呈正相關[21]。本研究發現不同粒色青稞蛋白質、直鏈淀粉、纖維、灰分及β-葡聚糖含量存在差異。相關研究表明,黑小麥、黑米、黑大麥、黑玉米、黑大豆、黑芝麻等蛋白質含量普遍高于普通淺色品種,蛋白質中的氨基酸種類更齊全,配比更合理,必需氨基酸比例更高[22]。本研究結果發現,與黃色青稞相比,有色青稞中的必須氨基酸含量最高,其中黑色青稞蛋白營養價值最高。綜上,本研究發現四種不同粒色的青稞之間營養成分含量存在差異,且其差異同時受品種及粒色的影響。